JEDNODUCHÁ NABÍJEČKA – VYBÍJEČKA NI-CD,NI-MH

Vágner Vlastimil

         Tato nabíječka je určená pro nabíjení celkem čtyř sad baterií nebo jednotlivých článků NI-CD a NI-MH i jiných baterií desetinou proudu z kapacity připojené baterie každá sada může být nabíjena jiným proudem a vznikla na přání kolegy lodního modeláře.Maximální nabíjecí proud je u této nabíječky do 1A tento je určen použitým transformátorem a použitými tranzistory s rezistory zapojenými v jejich emitorech.Vybíjecí proud je nastaven trvale použitou hodnotou rezistorů a vybíjená baterie se připojuje do zdířek označených NAB/VYB,pro ty kdož chtějí používat při vybíjení počítač který ukončí vybíjení při zadaném konečném napětí je určeno druhé zapojení přípravku včetně obslužných programů.Ti kdož programují si určitě napíší svůj vlastní program pro ovládání.

 

POPIS PŘÍPRAVKU

         Nabíječka je napájena ze zdroje který tvoří transformátor jehož volba je čistě individuální dle potřebných nabíjecích proudů,tento je na primární straně jištěný pojistkou PO1 a zapnutí je signalizováno led diodou D1.Sekundární napětí je usměrněno diodovým můstkem vyhlazeno kondenzátory C1,C2 a výstup stejnosměrného napětí je jištěno pojistkou PO2 schéma zapojení zdroje je na obrázku č.02.Schéma zapojení nabíječky je na obrázku č.01 usměrněné napětí je připojeno na stabilizátor 78S05 který stabilizuje napětí na hodnotu 5V a toto napětí je signalizováno led diodou D2 pro nastavování nabíjecího proudu tento se nastavuje pomocí potenciometrů P1 až P4 které ovládají báze tranzistorů T1 až T4.Kladné napětí ze zdroje je dále připojeno na anodu diody D6 tato zabraňuje vybíjení nabíjené baterie při náhodném výpadku el.proudu při nabíjení baterií z katody diody D6 je kladné napětí přivedeno na jedny krajní vývody přepínačů označených PŘ.1A až PŘ.4A.Současně je kladné napětí z katody D6 připojeno přes ampérmetr na druhé krajní vývody přepínačů označených PŘ.1A až PŘ.4A takto zapojené přepínače umožňují nastavení nabíjecího proudu u každé nabíjené baterie zvlášť,současně je připojen na tuto větev i voltmetr.Střední vývody přepínačů PŘ.1A až PŘ.4A jsou připojeny na červené zdířky označené ve schématu červeně 1,2,3,4 jsem se připojují kladné vývody z nabíjených baterií.Záporný napájecí pól (-) je připojen z kolektorů T1 až T4 na černé zdířky označené ve schématu modře 1,2,3,4 jsem s připojují záporná napětí z nabíjených baterií současně je z těchto zdířek provedeno připojení středních vývodů přepínačů označených PŘ.2B až PŘ.4B které pokud jsou přepnuty do pracovních poloh připojují druhý vývod voltmetru na záporný pól napájení (-).Ze zdířek označených NAB/VYB je vyvedeno propojení na přepínač označený PŘ.5A a PŘ.5B (TENTO DOPORUČUJI OZNAČIT JAKO TEST BATERIE) pro vybíjení připojené baterie přepnutím tohoto přepínače do pracovní polohy ZAP a připojením baterie je tato vybíjena přes vybíjecí rezistor označený RB.VYB hodnota tohoto rezistoru ovlivňuje vybíjecí proud daný napětím vybíjené baterie PŘI VYBÍJENÍ BATERIE BEZ POČÍTAČE SE MUSÍ ZAJISTIT TO ABY NEDOŠLO K NADMĚRNÉMU VYBITÍ PŘIPOJENÉ BATERIE,toto vybíjení před nabíjením je vhodné pro baterie nabíjené převážně v rychlonabíječkách.Velikost nabíjecího proudu se nastavuje pomocí potenciometrů P1 až P4 které ovládají báze tranzistorů T1 až T4 jde o DARLONGTONOVY TRANZISTORY jež mají v emitorech zapojeny rezistory označené RB1 až RB4 (REZISTORY označené RB.VYB a RB1 až RB4 jsou složeny ze dvou rezistorů zapojených paralelně) tyto jsou pak připojeny na záporný pól napájení tyto rezistory ovlivňují velikost nabíjecího proudu.Rezistory označené RBA a TP1 jsou součástí ampérmetru.

 

MĚŘENÍ NAPĚTÍ BATERIE BEZ ZATÍŽENÍ

         Nabíječku nepřipojujeme na napětí vypínač označený VP1 necháme vypnutý do zdířek je libovolné do jakých připojíme baterii do červené zdířky připojíme kladný pól baterie do černé zdiřky připojíme záporný pól měřené baterie a dle příslušných zdířek s připojenou baterií pak přepneme přepínač do polohy ZAP.a na voltmetru přečteme napětí připojené baterie.PŘEPÍNAČ OZNAČENÝ TEST BATERIE MUSÍ BÝT V POLOZE VYP.Označení přepínače ve schématu je PŘ.5A,PŘ.5B

 

 

 

MĚŘENÍ NAPĚTÍ BATERIE PŘI ZATÍŽENÍ

         Nabíječku nepřipojujeme na napětí vypínač označený VP1 necháme vypnutý do zdířek označených NAB./VYB. Připojíme testovanou baterii kladný pól baterie připojíme do červené zdířky a záporný pól od testované baterie do černé zdířky poté přepneme přepínač označený test baterie do polohy zapnuto,na voltmetru čteme napětí baterie při zátěži a ampérmetr nám ukazuje vybíjecí proud.OSTATNÍ PŘEPÍNAČE MUSÍ BÝT  V POLOZE VYPNUTO!!!!.

 

NABÍJENÍ BATERIÍ

         Popsaný postup bude pro dva články (baterie) každý je připojený do jednoho výstupu nabíječky stejně se postupuje i pokud se nabíjí jeden článek (baterie) z jednoho výstupu nabíječky  nebo jsou obsazeny všechny čtyři výstupy z nabíječky.Postup je následovný potenciometry na nastavení proudu vytočíme na nejnižší hodnotu tj.do polohy MIN.(proti směru hodinových ručiček),přepínač označený TEST BATERIE MUSÍ BÝT V POLOZE VYPNUTO ! stejně tak musíme mít i přepínače označené ve schématu PŘ.1 až PŘ.4 v poloze VYP.,vypínač označený VP1 zapneme do zvolených zdířek připojíme nabíjený článek (baterii) přepínač kde je připojená baterie přepneme do polohy ZAP.,potenciometrem nastavíme požadovaný proud a přepínač co jsme přepnuli do polohy ZAP.opět přepneme do polohy VYP.Nyní připojíme další článek (baterii) do dalšího výstupu nabíječky opět přepneme přepínač do polohy ZAP.,potenciometrem nastavíme požadovaný proud poté opět přepínač přepneme do polohy VYP.

 

 

 

SCHÉMA ZAPOJENÍ ZDROJE

 

 

                           Obr

 

         Seznam součástek zdroje :

 

         VP1…..přepínač dvojitý typ: KNX2 , pojistkové pouzdro PO1,PO2 typ : DP04J

         Kondenzátory  C1 typ: CFAC…330nF , C2,C3..elektrolytický typ: ELRA 2200uF/35V

         Led dioda LED1 typ: L53SGC , držák led typ: RTF5010 , diodový můstek D1-D4

         Typ : KBU8J , dioda D5 typ: 4007 , rezistor R1 :typ R0207 …220R ,

         Transformátor : 230V/15V – 20VA nebo dle vlastního požadavku na nabíjecí proud,

          

 

 

 

 

SCHÉMA ZAPOJENÍ NABÍJEČKY – VYBÍJEČKY

Verze bez použití počítače při vybíjení

 

 

                            Obr 

 

         Seznam součástek nabíječky/vybíječky :

        

         Přepínač dvojitý typ : KNX2 ….5KS, chladiče  typ : 7142C-BLK ……5KS,

         Zdířky typ : SV22 BLK….5KS, SV22 RED…..5KS, držák led typ : RTF5010 ,

         Voltmetr typ : MP45 ….30V DC, ampérmetr typ : MP45….3A DC, Led dioda typ : L53SGC

         Rezistor R2 typ : R0207 …330R,

         BOČNÍKY  : RB.VYB typ : TR272(UR006)…22R/15W…2KS, RB1 až RB4 typ :TR272

                                 (UR006)…..15R/15W……8KS , bočník RBA (součást ampérmetru) ,

         Potenciometr P1 až P4 typ : P162MC .1K..4KS , , knoflíky na potenciometry….4KS

          typ : S8878 BLK , Dioda D6 typ : BY399 , stabilizátor typ : 78S05 

          kondenzátory C4,C5 keramika 100nF , tranzistory T1 až T4 typ : BD679…4KS

 

          všechny součástky nakoupeny u EZK

 

 

 

 

 

ZAPOJENÍ NABÍJEČKY – VYBÍJEČKY

Verze s použitím počítače PC při vybíjení

       

          Zapojení nabíječky je na obrázku  č.03 zapojení je shodné s původním zapojením pouze je doplněn v zapojení přepínač označený PŘ.6.Tento přepínač přepíná kladné napájení při vybíjení baterií do voltmetru a napájení relé,přepínač musí mít kontakty dimenzovány na proud kterým se nabíjejí články.V zapojení je použito přepínače typ : PP2X10A jde o přepínač na proud maximálně 10A.Relé RE1 ovládané počítačem PC je umístěno v nabíječce/vybíječce a z modulu voltmetru je vyveden signál TXD.

             Obr

         Na schématu jsou dále označeny vývody které se propojí s modulem voltmetru a relé.Modul voltmetru ovládaný počítačem je řešen jako samostatný modul tak že se dá používat samostatně se všemi programy na tomto webu které využívají integrovaný obvod TLC549.Programy využívají stejné signály počítače PC na sériovém portu.

 

POPIS MODULU VOLTMETRU A PROGRAMŮ

         Přípravek umožňuje měřit stejnosměrná napětí od 0 do +5V= a od 0V do +50V=.Vybíječ je určen k vybití článků  na stejnou hodnotu napětí před nabíjením vybíjení je řízeno počítačem.Přípravek se připojuje na sériový port COM pokud je na počítači pouze USB tak převodník USB/COM musí podporovat všechny vstupy/výstupy sériového rozhraní.

Popis přípravku

         Modul voltmetru je umístěn ve společné krabici nabíječky/vybíječky a je napájen ze společného zdroje nabíječky/vybíječky s počítačem je propojen kabelem na použité vstupy/výstupy sériového portu,je možné modul voltmetru udělat do samostatné krabičky a s nabíječkou/vybíječkou provést propojení pomocí vícežilového kabelu..Voltmetr je tvořen jedním integrovaným obvodem TLC549 jedná se o osmibitový A/D převodník ovládání převodníku zajišťuje počítač výstupy DTR a RTS,výstup DTR je připojen přes rezistor R3 a stabilizační diodu D1 na vstup č.7 CLK IO TLC549.Dioda D1 upravuje vstupní napětí z vývodu DTR na napětí do 5V,rezistor R3 omezuje proud tekoucí diodou D1.Výstup RTS je připojen přes rezistor R4 a stabilizační diodu D2 na vstup č.5 CS IO TLC549,tento vstup přepíná mezi režimy čtení a převodu,rezistor R4 a dioda D2 má stejnou funkci jako rezistor R3 a dioda D1.Měřené napětí je snímáno počítačem na vstupu CTS,vstup kladného referenčního napětí na vývodu č.1 IO TLC549 je spojen vývodem č.8 na napájecí napětí(+5V),záporné referenční napětí na vývodu č.3 IO TLC549 je spojen s vývodem č.4 a připojen na záporné napájecí napětí (-5V),tímto je dána i rozlišovací schopnost IO TLC549 a ta je 0.02V.Převodník je napájen stabilizovaným napětím 5V toto napětí je stabilizováno IO MAA7805.Vstup měřeného napětí na A/D je veden na přepínač kterým se přepínají rozsahy 0 až 5V= a rozsah 0 až 50V=,při rozsahu do 5V je vstupní napětí přivedeno z přepínače na vstup IO č.2 přes rezistory R1 a R2.Při rozsahu 0 až 50V je měřené napětí přivedeno z přepínače rozsahů na trim TP1 a z něho na rezistor R1.Trim TP1 s rezistorem R1 tvoří při rozsahu 0 až 50V napěťový dělič,z tohoto děliče je měřené napětí přivedeno na rezistor R2 a z něho na vstup č.2 IO TLC549.Schéma zapojení voltmetru je na obrázku č.04

Vybíjecí část je tvořena z relé RE1.Výstup z počítače je veden přes rezistor R5 na bázi tranzistoru T1,signalizace zapnutí výstupu TXD z počítače a tím i zapnutí relé RE1 je tvořena rezistorem R6 a led diodou D5.Dále je zde i blokovací dioda do báze tranzistoru T1 D3,cívka relé RE.1 je blokována diodou D4.Schéma zapojení vybíjecí části je na obrázku č.05.

Smontování a nastavení převodníku

         Po osazení součástek voltmetru do desky plošného spoje si vyrobíme propojovací kabel mezi voltmetrem a počítačem a ten zaletujeme do desky voltmetru podle schématu a desku omyjeme lihem.Na druhý konec kabelu zapojíme konektor podle toho jaký máme sériový výstup com z počítače tj.9pinů nebo 25 pinů.Po ukončení montáže a propojení desek si připravíme regulovatelný zkušební zdroj aspoň do 20V=,Voltmetr DMM na kalibraci měřených napětí.Vstup označený na převodníku D1 propojíme přímo s vývodem D,přepínač rozsahů přepneme na rozsah 0 až +5V=.Trim TP1 vytočíme na největší ohmickou hodnotu, propojíme počítač s voltmetrem kabelem do volného sériového portu voltmetr připojíme na napájecí zdroj přepínačem PŘ.6.Na zkušebním zdroji nastavíme podle (kalibračního) DMM voltmetru 1V.Na počítači spustíme program dmm.exe podle nápovědy zvolíme sériový port na který jsme připojili kabel z voltmetru,po volbě portu zvolíme rozsah Do 5V tuto volbu provedeme stiskem klávesy !! D !!.Do zdířek na nabíječce označených NAB./VYB připojíme měřené napětí ze zkušebního zdroje do červené zdířky připojíme kladný pól zdroje a do modré zdířky záporný pól zkušebního zdroje.Na monitoru se nám zobrazí hodnota měřeného napětí které by mělo být shodné i na kalibračním voltmetru.Nyní zvětšíme napětí na zkušebním zdroji na 3V a na monitoru by se mělo zobrazit shodné napětí jako na kalibračním voltmetru.Nyní nastavíme Maximální hodnotu napětí a ta je na tomto rozsahu 5V a znovu porovnáme.Při oživování nastavujeme vždy celé hodnoty zkušebního napětí.Po této kontrole odpojíme vyrobený voltmetr od zkušebního napětí,na zkušebním zdroji nastavíme přesně 10V podle kalibračního voltmetru,stiskem klávesy mezerník na klávesnici počítače ukončíme měření na rozsahu do 5V a stiskem klávesy Nad 5V tuto volbu provedeme stiskem klávesy !! N !!zvolíme rozsah do 50V.Přepínač rozsahů přepneme na rozsah 50V,nastavené napětí na zkušebním zdroji připojíme opět do zdířek označených na nabíječce/vybíječce NAB./VYB.,a trimrem TP1 nastavíme podle kalibračního voltmetru shodný údaj na monitoru počítače nastavené napětí musí být přesně 10V.Po tomto nastavení již můžeme měnit na zkušebním zdroji napětí a jeho hodnota se nám bude zobrazovat na monitoru počítače.Maximální napětí které můžeme programem dmm.exe pokud si upravíme zapojení v nabíječce/vybíječce na tomto rozsahu připojit je 50V.Tím je nastavení a kalibrace voltmetru hotova ODSTRANÍME PROPOJKU MEZID1 A DCO JSME OSADILI PŘED KALIBRACÍ a můžeme ho používat,při používání je vhodné začínat měřit neznáme napětí na rozsahu 50V a pokud je měřené neznámé napětí nižší jak 5V tak teprve přepnou rozsah do 5V.

Popis programů

         Programy jsou určeny pod operační systém MS-DOS,v případě že na počítači je operační systém Windows 95/98 máme možnost buď spustit program z příkazové řádky nebo při spuštění počítače stiskem klávesy F8 zvolit volbu jen MS-DOS,pokud je na počítači operační systém Windows 2000 NT/XP spouštíme programy pouze z příkazové řádky nikdy nespouštíme přímo z Windows.Pokud je OS WINDOWS 2000,XP,NT NAINSTALOVÁN JAKO 64-BITOVÁ VERZE TAK PROGRAMY NEBUDOU FUNGOVAT.Programy jsou uloženy v adresáři PROGRAMY tento je součástí adresáře s popisem k návodu výroby nabíječky/vybíječky a jsou tři jeden má název DMM.EXE tento program je určen na oživení převodníku je možné ho však používat ve spojení s modulem jako voltmetr,druhý má název VYBIJENI.EXE,třetí má název ODEČET.EXE,.Ovládání programu dmm.exe začíná volbou portu ten volíme stiskem klávesy.Ovládací klávesy jsou pro zvýraznění uzavřeny do < >,stiskem klávesy s číslicí 1 volíme port com1,stiskem klávesy 2 volíme port com2 atd.,po volbě portu již volíme rozsah měření ten volíme opět stiskem klávesy.Stiskem klávesy ! D !volíme rozsah do 5V.Navolený rozsah ukončíme stiskem klávesy mezerník,po této volbě můžeme zvolit rozsah Nad 5V ten volíme stiskem klávesy ! N !,program ukončíme stiskem klávesy ESC.Program vybíjeni.exe tento program umožňuje s vybíječem vybíjet baterie,po volbě portu ten se volí stejně jako u programu dmm.exe,navolíme rozsah podle vybíjené baterie pokud má vybíjená baterie napětí větší jak 5V zvolíme rozsah nad 5V volíme stiskem klávesy N,pokud má vybíjená baterie napětí nižší jak 5V zvolíme rozsah do 5V ten volíme stiskem klávesy D.Za další zadáváme hodnotu vypínacího napětí při kterém bude ukončeno vybíjení baterie a stiskneme ENTER,program automaticky ukládá naměřené hodnoty do souboru naměřeno tento si sám vytvoří.Program odečet.exe vytvoří soubor čas.hod který musí být uložen ve stejném adresáři jako soubor vybíjeni.exe.Zde zadáme údaj po jaké době se budou ukládat naměřené hodnoty do souboru údaj zadáváme v sekundách po zadání stiskneme ENTER,jelikož zadáváme údaj zápisu v sekundách a my potřebujeme aby se údaje ukládaly na disk například po 5 minutách tak zadáme 300.Proč 300 jedna minuta má 60 sekund a pět minut je 5 * 60 = 300.Takto zadáváme hodnotu i pokud chceme zadat zápis i po jedné hodině tj. 60 * 60= 3600.

Vybíjení baterií

         Nabíječku/vybíječku propojíme s počítačem PC všechny přepínače přepneme do polohy VYPNUTO !,vypínač VP1 přepneme do polohy ZAP. Na počítači spustíme program vybijeni.exe zvolíme port rozsah napětí a připojíme vybíjenou baterii do zdířek označených na nabíječce NAB./VYB.Na nabíječce/vybíječce máme možnost sledovat vybíjecí proud a na monitoru PC pak napětí baterie při vybíjení.!!! POZOR PŘEPÍNAČ OZNAČENÝ TEST BATERIE MUSÍ BÝT BĚHEM VYBÍJENÍ BATERIE POMOCÍ POČÍTAČE V POLOZE VYPNUTO !!!!.Uložené naměřené hodnoty napětí v souboru se dají zobrazit v jakémkoliv manažéru (M602,Volkova,NC) klávesou F3,je možné je dále zpracovat v programu EXEL do grafu.

                                                                      Program Odečet.

         Po spuštění programu zadáme hodnotu po jaké chceme aby byl zapisován měřený údaj podle popisu výše a stiskneme ENTER.Program vytvoří soubor cas.hod tento musí být umístěn ve stejném adresáři jako program vybíjeni.exe tento z něho načítá hodnotu odečtu,pokud chceme změnit dobu odečtu tak již nemusíme spouštět znovu program Odečet.exe ale tuto vytvořenou hodnotu můžeme přepsat v jakémkoliv manažéru po volbě klávesy F4.Pozor musíme však již mít jednou vytvořený soubor čas.hod pak toto takto můžeme provést.

 

 

Popis vývodů na počítači

KONEKTOR 9PINŮ          KONEKTOR 25PINŮ

                                                      DTR.....4                              DTR....20

                                                      RTS.....7                                RTS....4

                                                      CTS.....8                                CTS....5

                                                     TXD.....3                                TXD....2

                                                     GND.... 5                                GND....7

 

 

           Obr

 

Seznam Součástek Voltmetr

         REZISTORY :

         R1,R2,R3,R4........10K

         TRIM TP1...........2M2 VÍCEOTÁČKOVÝ CERMETOVÝ 64Y NEBO 64Z

         INTEGROVANÉ OBVODY : IO1......TLC549, IO2......MAA7805

         DIODY :

         D1,D2.........BZX 4.7V(NEBO JINÁ NA 4.7V/0.25W)

         KONDENZÁTORY :

        C1,C2....100NF,

         PŘEPÍNAČ PŘ.7 typ : KNX2

         KABEL PĚTIŽILOVÝ 2M,

         KONEKTOR S KRYTEM PODLE SÉRIOVÉHO PORTU,

 

 

                                               Obr

 

Seznam Součástek Vybíječ

        

         REZISTORY: R5....12K, R6....5K6

         TRANZISTOR T1...KF507(nebo jiný s UCE 30V/ IC 1A)

         DIODY D3,D4...KA261,KA207,1NN4007

         PŘEPÍNAČ MODELÁŘSKÝ  1ks,

         LED DIODA D5...2V/0.002..0.005A

         RELÉ RE1...typ : G5V2-5

 

         Bližší informace : vagnervlastimil@seznam.cz

                              Tel.: +420 607 405 007

 

 

 

„Nikdy jsem nedopustil, aby škola stála v cestě mému vzdělání.“ Mark Twain